Công tắc dây LED ESP8266 ESP-01: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Dự án này bắt nguồn khi tôi và bạn gái lắp đặt nhiều dây đèn LED cổ tích trong phòng để tạo cảm giác giáng sinh tốt đẹp. Mỗi lần đi ngủ, chúng tôi phải chạy quanh phòng và ngắt mọi dây điện. Ngày hôm trước, chúng tôi phải bật lại tất cả chúng.

Vì tôi có một số mô-đun ESP8266 ESP-01 nằm xung quanh, tôi quyết định lắp ráp và lập trình một nguyên mẫu nhanh.

Sau khi thực hiện thành công nguyên mẫu với một dây LED rác, tôi quyết định thiết kế PCB đầu tiên của mình và đặt hàng một vài bo mạch.

Tài liệu hướng dẫn này dẫn bạn qua sơ đồ, nguyên mẫu đầu tiên và PCB và cung cấp cho bạn mã để lập trình mô-đun ESP với một vài cú nhấp chuột.

TL; DR: Đây là một cách dễ dàng để triển khai công tắc điều khiển Wi-Fi với ESP8266 ESP-01.

Quân nhu:

Phần cứng

• Mô-đun ESP8266 ESP-01
• Bộ điều chỉnh AMS-1117 3.3V
• IRLB8721 MOSFET (PCB cuối cùng) hoặc bóng bán dẫn 2N2222 (nguyên mẫu ban đầu)
• Thanh tiêu đề nam và nữ

Phần mềm

Arduino IDE v1.6

Để lập trình

MỞ SMART USB to ESP-01 Adapter

Để thử nghiệm

• DẪN ĐẾN
• Điện trở 220 Ohm
• Breadboard
• Cáp nhảy

Để lắp ráp

• Hàn sắt
• Dây (chỉ dành cho nguyên mẫu; không dành cho PCB)
• Bo mạch Perf (chỉ dành cho nguyên mẫu; không dành cho PCB)

Bước 1: Sơ đồ

Trên đây là giản đồ được thực hiện với EasyEDA. Nó có thể được chia nhỏ như thế này:

Chúng tôi lấy điện áp đầu vào từ cáp nguồn USB 5V và cấp nó vào các chân VIN của mô-đun AMS1117 3.3V.

Các chân VOUT của mô-đun AMS1117 3.3V được kết nối với chân thu của IRLB8721 MOSFET và các chân VIN và CH_PD của mô-đun ESP8266 ESP-01. Chân CH_PD cần được kéo CAO để mô-đun ESP8266 ESP-01 thực thi mã.

Chân D2 của mô-đun ESP8266 ESP-01 được kết nối với chân GATE của IRLB8721 MOSFET. Điều này kiểm soát xem dòng điện có thể chạy qua nó hay không.

Chân phát của IRLB8721 MOSFET được kết nối với dây LED.

Cuối cùng, tất cả các chân nối đất được kết nối với nhau.

Nếu bạn chọn bóng bán dẫn 2N2222, hãy thay thế tất cả các lần xuất hiện của IRLB8721 tương ứng bằng 2N2222 và nhớ các chân có ý nghĩa khác nhau trên cả hai thành phần.

Bước 2: Lập trình

Trước khi thiết lập một nguyên mẫu trên breadboard, chúng ta nên lập trình mô-đun ESP8266 ESP-01 để chúng ta có thể kiểm tra nguyên mẫu sau này.

Mã số

Mã của tôi chủ yếu dựa trên hướng dẫn của Random Nerd Tutorial cho máy chủ HTTP đơn giản. Tuy nhiên, tôi đã loại bỏ nút thứ hai, vì chúng ta chỉ cần điều khiển một chốt (D2). Tuy nhiên, bạn có thể chỉ sử dụng mã của họ và thay thế thông tin đăng nhập WiFi của mình.

Flash ESP8266 ESP-01

Nếu bạn có cho mình Bộ chuyển đổi MỞ-SMART USB to ESP-01, bạn có thể cắm mô-đun ESP8266 ESP-01 của mình vào đó và đặt công tắc thành PROG. Sau đó, cắm toàn bộ vào cổng USB miễn phí trong máy tính của bạn và kích hoạt Arduino IDE.

Sao chép và dán mã từ Hướng dẫn Nerd Ngẫu nhiên, thay thế bằng chứng xác thực WiFi của bạn và tải nó lên mô-đun ESP8266 ESP-01.

Sau đó, tháo mô-đun ESP8266 ESP-01 khỏi bộ điều hợp OPEN-SMART, đặt công tắc thành UART và lắp lại.

Kiểm tra mã

Mở Bảng điều khiển nối tiếp trong Arduino IDE và đợi cho đến khi mô-đun được kết nối với WiFi.

Sau đó, mở trình duyệt của bạn và điều hướng đến địa chỉ IP được hiển thị trong Bảng điều khiển nối tiếp. Lưu ý: Bạn phải ở trong cùng một mạng hay còn gọi là WiFi. Nếu không, bạn sẽ không thể truy cập vào ESP8266 ESP-01!

Nếu mọi thứ đang hoạt động, bạn sẽ thấy một trang web có hai nút. Kết nối đèn LED có điện trở 220 Ohm với chân D2 trên mô-đun ESP8266 ESP-01 và đèn sẽ sáng và tắt khi bạn nhấp vào đúng nút trên trang web.

Nếu bạn gặp bất kỳ khó khăn nào, vui lòng làm theo hướng dẫn đầy đủ và chi tiết được liên kết ở trên.

Bước 3: Tạo mẫu

Thiết lập bảng mạch với tất cả các thành phần và dây cần thiết như trong sơ đồ trên và kiểm tra nó với mô-đun ESP8266 ESP-01 được lập trình.

Nếu mọi thứ đang hoạt động, bạn có hai lựa chọn.

Tùy chọn A: Hàn nó vào một bảng hoàn thiện

Lựa chọn B: Tạo PCB

Tôi đã chọn phương án A đầu tiên và sau đó quyết định nhúng tay vào dự án PCB đầu tiên của mình.

Trong các hình ảnh, bạn thấy nguyên mẫu tự hàn của tôi. Như mọi khi, các kết nối là một mớ hỗn độn và tôi đã sử dụng một số ống co lại để ngăn các kết nối chồng chéo bị ngắn đi. Ngoài ra, tôi đã sử dụng bóng bán dẫn 2N2222 thay vì IRLB8721 MOSFET, bởi vì tôi có rất nhiều bóng bán dẫn nằm xung quanh và tôi biết nó không có nghĩa là ở lại.

Việc hàn của tôi mất khoảng một giờ và nó không vui chút nào. Nếu bạn là một người bán hàng chuyên nghiệp có thể bạn thích quá trình này, nhưng đối với tôi, tôi muốn điều gì đó đơn giản hơn.

Bước 4: PCB

Tôi sợ PCB vì tôi nghĩ rằng tôi phải thiết kế chúng với các thành phần SMD và tôi không thể tìm thấy các mô-đun phát triển ESP hoặc Arduino được tạo sẵn để chèn vào sơ đồ hoặc bố cục PCB.

Đối với dự án này, tôi quyết định chỉ xem xét các mô-đun ESP8266-01 và AMS1117 3.3. V là loại thứ tôi cần hàn trên bo mạch để sử dụng chúng: như các chân tiêu đề nữ.

Điều này làm cho cuộc sống của tôi dễ dàng hơn nhiều và việc bố trí PCB được thực hiện trong khoảng hai giờ. Bạn có thể thấy hai phiên bản trong hình ảnh.

Phiên bản 1 có một số lưu ý nhỏ:

1. Các chân tiêu đề quá hẹp. Tôi đã không tính đến việc chúng phải cách nhau 2,54mm và chỉ cần lấy các chân đầu tiên từ thư viện. Tôi đã nhầm lẫn nhãn cho nhãn VIN: VCC và GND được hoán đổi. Mô-đun AMS1117 3.3V rộng hơn tôi nghĩ và kéo dài qua mép của PCB.

Tất nhiên, tôi nhận thấy những lưu ý đó sau khi đặt hàng và thử nghiệm chúng trong cuộc sống thực. Họ không phải là người phá trò chơi, nhưng tôi đã tạo một phiên bản mới, nơi tôi đã cải thiện những điểm đã đề cập ở trên. Ngoài ra, tôi đã đặt mô-đun ESP8266 ESP-01 theo cách để nó không chồng lên mô-đun AMS1117 3.3V.

Bạn có thể tìm thấy dự án EasyEDA tại đây:

Bước 5: Tiến lên

Vì vậy, chúng tôi ở đây với một PCB dễ lắp ráp. Cái gì tiếp theo?

Vỏ bọc

Sẽ thật tuyệt nếu có một chiếc ốp lưng được in 3D che giấu các thiết bị điện tử và làm cho cấu trúc trở nên chắc chắn hơn. Lý tưởng nhất là nó sẽ có bộ tản nhiệt tích hợp cho IRLB8721 (mặc dù trong quá trình thử nghiệm của tôi với dây LED dài 10m, nó không bao giờ trở nên ấm hơn nhiệt độ phòng).

Kết nối

Ngoài ra, tôi muốn thêm đầu nối USB cho VIN hay còn gọi là cáp USB và đầu nối JST cho VOUT hay còn gọi là dây LED. Hiện tại, tôi đã sử dụng tiêu đề nam trên bảng và tiêu đề nữ được hàn vào dây LED và cáp USB (đã cắt) để kết nối nó. Nhưng đây không phải là kết nối bằng chứng trong tương lai và trông không chuyên nghiệp cho lắm.

Kết hợp với một trường hợp, điều này sẽ làm tăng đáng kể tính thẩm mỹ của công trình và cũng như trải nghiệm sử dụng tổng thể (điều này rất quan trọng nếu bạn cố gắng triển khai một ngôi nhà thông minh trong môi trường chung chứ không chỉ trong phòng riêng hoặc phòng thí nghiệm của bạn).

Tích hợp Nhà thông minh

Hiện tại, mỗi ESP8266 ESP-01 là HTTP-Server với một trang web kiểm soát trạng thái của nó. Tôi muốn thực hiện những bước đầu tiên hướng tới Nhà thông minh và sử dụng NodeRED và MQTT để tích hợp chúng vào hệ thống Tự động hóa gia đình tập trung để tôi có thể điều khiển tất cả các công tắc của mình từ một giao diện người dùng.

Tất nhiên, tôi có thể chỉ cần xây dựng một máy chủ web gửi yêu cầu đến các mô-đun ESP8266 ESP-01 khác nhau nhưng một lần nữa, đó không phải là một giải pháp thanh lịch, tiêu chuẩn hóa hoặc có thể mở rộng.

Bước 6: Phê bình

Nếu bạn đã thực hiện nó cho đến đây, cảm ơn rất nhiều vì đã đọc!

Đây là bài viết đầu tiên của tôi ở đây và tôi hy vọng bạn có thể bỏ qua một số thứ. Tôi không đi sâu vào các chủ đề khác nhau được đề cập, bởi vì tôi cảm thấy có rất nhiều hướng dẫn tuyệt vời về các chủ đề khác nhau. Nếu bạn cần thêm tài liệu tham khảo hoặc muốn tôi mô tả một số bước chi tiết hơn, vui lòng để lại bình luận.

Nếu bạn thích những gì bạn đọc, xin vui lòng để lại một bình luận, và có thể thích bài viết. Nó có nghĩa là rất nhiều:)